## Pemurnian Silika pada Abu Layang dari Pembangkit Listrik di Paiton (PT YTL) dengan Pelarutan Asam Klorida dan Aqua regia
Denida Mega Anggia, Suprapto Jurusan Kimia, Fakultas MIPA, Institut Teknologi Sepuluh Nopember (ITS) Jl. Arief Rahman Hakim, Surabaya 60111 Indonesia
e-mail : suprapto@chem.its.ac.id
Abstrak —Penelitian  mengenai  pemurnian  silika melalui  pelarutan  menggunakan  asam  klorida  (HCl)  dan aqua  regia  pada  abu  layang  yang  berasal  dari  PT  YTL, Paiton,  telah  dilakukan.Parameter  yang  digunakan  dalam penelitian ini adalah konsentrasi asam dan waktu pelarutan HCl. Pengaruh pelarutan unsur Fe, Ca, dan Al dari sampel juga  diteliti.Dari  hasil  XRD  abu  layang,  terkandung mineral quartz,  mullite,  hematite dan  kalsium  oksida. Kondisi  paling  baik  pada  saat  pelarutan  sampel  adalah menggunakan pelarutan aqua regia, mampu menghasilkan kadar  Si  sebesar  68,07%,  sedangkan  kondisi  paling  baik pelarutan  HCl  adalah  pada  konsentrasi  HCl  1  M  dengan waktu  pelarutan  2.5  jam,  mampu  menghasilkan  kadar  Si sebesar  34,05%.  Peningkatan  konsentrasi  HCl  akan menurunkan kadar silika yang diperoleh.
Kata Kunci — pelarutan; pemurnian; silica; abu layang.

## I. PENDAHULUAN
eningkatnya permintaan logam secara global (Halada et  al.,  2008)  telah  memotivasi  para  peneliti  untuk mengembangkan pemurnian logam dari material sekunder  seperti  abu  layang.  Abu  layang  merupakan limbah yang dihasilkan dalam pembakaran batubara pada pembangkit  tenaga  listrik,  yang  pada  umumnya mengandung komponen terbesar yaitu silika (SiO 2 ) 60% dan alumina (Al 2 O 3 ) 30% (Matjie et al., 2005).
Berdasarkan  laporan  tahunan  abu  layang  dari  PLTU Suralaya  menjelaskan  bahwa  terdapat  sekitar  700  ribu ton dan 1 juta ton dari bahan ini sudah menjadi timbunan (Sudjatmiko,  2005).  Tidak  hanya  itu,  menurut  data Kementrian  Lingkungan  Hidup  pada  tahun  2006 menyebutkan  bahwa  limbah  abu  layang  yang  dihasilkan mencapai  52,2  ton/hari  (Setiaka,  2011),  sedangkan menurut Suara Pembaharuan pada tahun 2006 menyebutkan bahwa di Jawa Tengah diperkirakan ada 68 industri  yang  sudah  menggunakan  batubara  dengan jumlah kebutuhan batubara mencapai 125 ribu ton/bulan dan  menghasilkan  limbah  abu  batubara  ( fly  ash dan bottom ash ) sebanyak 10 ribu ton/bulan. BanyaknyaPLTU  dan  industri  di  Indonesia  yang menggunakan batubara sebagai bahan bakar produksinya, menimbulkan kekhawatiran lahan pembuangan  serta  masalah  pencemaran  lingkungan  dan kesehatan  dikarenakan  adanya  kandungan  senyawa- senyawa  oksida  yang  dapat  mencemari  lingkungan  dan dikategorikan kedalam limbah B3 (Bahan Berbahaya dan Beracun)  (Menteri  Lingkungan  Hidup,  2006) . Oleh karena  itu,  dibutuhkan  strategi  managemen  yang  lebih baik (lebih ke pemanfaatan) dari abu layang.
Kandungan silika yang besar dalam abu layang seperti pada  PLTU  Afrika  Selatan  56,1%  (Shemi  et  al.,  2015), PLTU  Suralaya  48,3%  (Diana,  2010), dan PLTU  Paiton 30,25%  (Agustin,  2013),  akan  sangat  ekonomis  jika diolah  dan  dimanfaatkan  dalam  bidang  industri  (Misran et  al.,  2007).  Peranannya  yang  tak  kalah  penting  dalam berbagai  macam  ruang  lingkup,  seperti  bioteknologi (Galliker,  2010;  Cheng,  2012),  lingkungan  (Liu,  2013; Le,  2013),  komposit  (Nandiyanto,  2011)  dan  medis (Slowing,  2008;  Kwon,  2013;  Estevez,  2009;  Lu,  2007; Tang;  2013;  Xu,  2003)  menjadikan  tantangan  yang menarik  untuk  dapat  memanfaatkan  kembali  kandungan silika  dari  bahan  mineral  dengan  nilai  ekonomi  yang rendah.
Pada  dasarnya  pemurnian  silika  dari  abu  layang dapat dilakukan  dengan  cara  melarutkan  kandungan  unsur- unsur seperti Fe, Ca, dan Al menggunakan pelarut asam (Kheloufi,  2009).  Hal  ini  akan  menguntungkan  untuk mendapatkan silika dengan kadar yang murni dikarenakan  kandungan  unsur-unsur  yang  dianggap sebagai  pengganggu  dapat  larut  dalam  pelarut  asam sedangkan silika tidak dapat larut (Shcerban, 1995).Pelarut  asam  yang  biasa  digunakan  untuk pelarutan unsur-unsur logam pada sampel adalah H 2 SO 4 , HNO 3 dan HCl telah dipelajari pada beberapa penelitian, seperti yang dilakukan oleh Adjiantoro et al., pada tahun 2010,  yang  melakukan  pemurnian  silikon  tingkat metalurgi (MG-Si) menggunakan metode pelarutan asam dengan memvariasikan jenis asam. Dari hasil penelitiannya menunjukkan bahwa proses pelarutan MG- Si  dengan  asam  merupakan  salah  satu  cara  yang ekonomis untuk menurunkan kandungan pengotor logam seperti Al, Ca, Fe, Mg dan Ti, dimana keefektifan larutan asam yang paling tinggi adalah HCl (70,22%) dan HNO 3 (55,11%).  Kemudian  pada  penelitian  berikutnya, Adjiantoro et al., ditahun 2012 melakukan variasi waktu menggunakan  pelarutan  HCl  terhadap  MG-Si,  dimana pelarutan  selama  120  jam  mendapatkan  efisiensi  larutan HCl terhadap unsur pengotor dengan gerakan pengadukan  mekanik  mencapai  99,04%.  Kemudian Pratomo  et  al.,  ditahun  2013,  menggunakan  sampel  abu sekam  padi,  mendapatkan  kadar  silika  tertinggi  sebesar 97,30%  menggunakan  pelarutan  HCl  dengan  teknik pengadukan.  Penelitian  menggunakan  pelarutan  H 2 SO 4 dilakukan  oleh  Aphane  et  al.,  (2015),  yang  mengamati pengaruh  konsentrasi  H 2 SO 4 terhadap  pelarutan  abu layang, didapatkan total efisiensi ekstraksi Si sebesar 8%, sedangkan Kusumawati, dalam penelitiannya menggunakan  pelarut  HCl  memperoleh  total  efisiensi ekstraksi  Si  pada  abu  layang  sekitar  89%.  Pemurnian
P
sampel  silikon  tingkat  metalurgi  (MG-Si)  menggunakan pelarutan  aqua  regia  ditemukan  paling  efektif  dalam periode  waktu  yang  lama  (Juneja  et  al.,  1986).  Chen  et al.,  (1999),  melaporkan  bahwa  penggunaan  aqua  regia cukup  baik  untuk  menganalisis  secara  total  logam  yang ada pada sampel tanah dan digunakan untuk mengetahui adanya  unsur-unsur  secara  maksimal.  Unsur-unsur  yang masih  terdapat  pada  residu  pelarutan  oleh  aqua  regia kebanyakan merupakan ikatan dari mineral silikat.
Oleh  karena  itu,  pada  penelitian  ini  akan  dilakukan pemurnian silika pada abu layang dari pembangkit listrik di PT YTL, Paiton, menggunakan pelarutan asam klorida (HCl)  dan  aqua  regia  dengan  diberikan  pengaruh konsentrasi asam HCl dan waktu pelarutan HCl.

## II. URAIAN PENELITIAN

## Alat dan Bahan
1) Alat
Peralatan  yang  digunakan  dalam  penelitian  ini  adalah gelas  beaker,  kaca  arloji,  spatula,  pipet  ukur,  pipet mikrometer,  corong,  labu  ukur, hotplate dengan  sistem pengadukan  magnetit, magnetic  stirrer ,  termometer, kertas  saring  dan  ayakan  250-125μm.  Serta  digunakan pula  beberapa  instrumen  diantaranya Atomic  Absorption Spectroscopy (AAS)  Shimadzu  AA6800, Inductively Coupled  Plasma-Optical  EmissionSpectroscopy (ICP- OES) Prodigy Leeman Laboratories, X-Ray Diffraction (XRD)    X‟pert  Pro  PAnalytical, Wavelength  Dispersive X-Ray  Fluorescence  Spectroscopy (XRF)  PANalytical tipe  Minipal  4,  dan FourierTransform  Infrared (FTIR) Shimadzu 8400S.
2) Bahan
Bahan-bahan  yang  digunakan  dalam  penelitian  ini adalah  abu  layang  yang  berasal  dari  PT  YTL  yang berlokasi di Paiton, Jawa Timur, asam hidroklorida 37% (Merck), asam nitrat 65% (Merck), aqua regia, besi (III) nitrat  nona  hidrat  (Fe(NO 3 ) 3 .9H 2 O),  kalsium  diklorida dihidrat (CaCl 2 .2H 2 O) dan aquademin.

## Prosedur Kerja
1) Pengambilan dan Preparasi Sampel
Sampel yang diambil dari PT YTL, Paiton-Jawa Timur berwujud serbuk halus dan kering. Sampel dihomogenkan agar terdistribusi secara merata kemudian dikeringkan  pada  suhu  110˚C  selama  1  jam  untuk menghilangkan  kandungan  air  pada  sampel,  kemudian material diayak dengan ayakan berukuran 250-125 μm. 2) Karakterisasi Awal Abu Layang
Sampel  abu  layang  dianalisis  komposisi  kimianya dengan  alat  fluoresensi  sinar-X  (XRF).Hasil  analisis yang diperoleh berupa persentase berat (%) dari senyawa oksidanya.  Fasa  dan  kandungan  mineral  abu  layang dianalisa dengan difraktogram sinar-X (XRD). Hasil dari analisis ini berupa intensitas dan sudut difraksi (2θ) yang kemudian  diindentifikasi  jenis  mineralnya  dengan mencocokkan  sudut  difraksi  sampel  dengan  pola difraktogram  standar  pada  database softwareMatch ( Phase Identification from Powder Diffraction ). Karakteristik  gugus  fungsi  abu  layang  dianalisa  dengan FTIR.
3) Pelarutan Sampel Menggunakan Aqua regia
Pada  penelitian      ini      rasio      padat-cair      yang digunakan  adalah  1:50.  Sampel  ditimbang  1  g  dan dilarutkan  menggunakan  aqua  regia  sebanyak  50  mL
pada  suhu  85±5˚C  dengan  kecepatan  pengadukan  300 rpm. Filtrat yang diperoleh disaring menggunakan kertas saring,  kemudian  diencerkan  dengan  aquademin  dan dianalisa  kadar  unsur  Ca  dan  Fe  menggunakan  AAS, sedangkan  unsur  Al  dianalisa  menggunakan  ICP-OES. Endapan  berupa  silika  yang  diperoleh  dikeringkan hingga  uap  air  hilang  pada  suhu  110˚C  selama  1  jam, kemudian 0,1 g silika tersebut dilarutkan dengan  ±8 mL HF  pada  suhu  pemanasan  ±50˚C,  setelah  itu  filtrat disaring  dan  diencerkan  menggunakan  aquademin, kemudian  dianalisa  kadar  silika  nya  menggunakan  ICP- OES.  Silika  yang  diperoleh  dianalisa  kandungan mineraloginya menggunakan XRD.

## 4) Pelarutan  Sampel  Terhadap  Konsentrasi  Asam Klorida
Sampel  sebanyak  1  g  dilarutkan  menggunakan  asam klorida dengan variasi konsentrasi asam 1 M, 2 M dan 4 M selama 1 jam, rasio padat-cair 1:50, dengan kecepatan pengadukan 300 rpm pada suhu 85±5˚C. Filtrat dari hasil pelarutan  disaring  dengan  kertas  saring,  kemudian diencerkan dengan aquademin untuk dianalisis kadar Ca dan Fe menggunakan AAS sedangkan kadar Al dianalisa menggunakan ICP-OES. Endapan berupa silika dikeringkan  hingga  uap  air  hilang  pada  suhu  110˚C selama  1  jam,  kemudian  0,1  g  silika  tersebut  dilarutkan dengan ±8 mL HF pada suhu pemanasan ±50˚C, setelah itu  filtrat  disaring  dan  diencerkan  menggunakan aquademin,  kemudian  dianalisa  kadar  silika  nya menggunakan ICP-OES.

## 5) Pelarutan Sampel Terhadap Waktu Pelarutan Asam Klorida
Pelarutan  sampel  dilakukan  menggunakan  konsentrasi optimum  1  M  pada  variasi  waktu  pelarutan  1  jam,  2.5 jam  dan  5  jam.  Kondisi  pelarutan  dan  perlakuan  dibuat sama seperti pada pelarutan sampel terhadap konsentrasi asam klorida sebelumnya.

## III. HASIL DAN DISKUSI

## Karakterisasi Awal Abu Layang
1) Karakterisasi Awal Menggunakan XRF
Sampel awal berupa serbuk halus di preparasi terlebih dahulu dengan pengayakan dan pengeringan menggunakan oven. Ayakan yang digunakan  berukuran 250-125  μm.  Sampel  yang  lolos  dan  tertahan  diantara ayakan  berukuran  250-125  μm  yang  digunakan  untuk proses  selanjutnya.  Pengayakan  ini  bertujuan  untuk menyeragamkan  ukuran  partikel  sampel  yang  akan diproses  lebih  lanjut  (Wicaksono,  2012),  selain  itu, pengayakan  juga  bertujuan  untuk  memperkecil  ukuran partikel  sampel  sehingga  akan  mempercepat  laju  reaksi pelarutan  antara  unsur-unsur  pada  abu  layang  dengan asam.  Berikut  ini  merupakan  komposisi  kimia  abu layang  PT  YTL,  Paiton  yang  ditunjukkan  pada  Tabel 4.1.
T ABEL 4.1 K OMPOSISI K IMA A BU L AYANG PT YTL, P AITON
Senyawa Berat (%)
Senyawa
Berat (%) Fe 2 O 3 36,10 ± 0,20%
Eu 2 O 3 0,30 ± 0,03%
CaO 25,70 ± 0,10% MnO 0,27 ± 0,01% SiO 2 22,70 ± 0,50% HgO 0,23 ± 0,01% Al 2 O 3 7,60 ± 0,20% Re 2 O 7 0,20 ± 0,01% MoO 3 2,20 ± 1,20% NiO 0,11 ± 0,01% K 2 O 1,39 ± 0,05% Cr 2 O 3 0,09 ± 0,01% TiO 2 1,30 ± 0,01% CuO 0,07± 0,00%
SO 3 1,10 ± 0,06% V 2 O 5 0,04 ± 0,01% SrO 0,58 ± 0,01% ZnO 0,04 ± 0,00% BaO 0,44 ± 0,02% Yb 2 O 3
0,01 ± 0,01%
Hasil  XRF  pada  Tabel  4.1  menunjukkan  bahwa kandungan  besi  dan  kalsium  yang  terdapat  pada  sampel memiliki persentase paling tinggi diantara logam lainnya yakni  36,10%  dan  25,70%,  kemudian  diikuti  oleh kandungan  silika  dan  aluminium  sebesar  22,70%  dan 7,60%.  Banyaknya  kandungan  silika  pada  sampel  abu layang,  berpotensi  untuk  dimanfaatkan  dan  diolah kembali  mengingat  banyaknya  aplikasi  dari  penggunaan silika.

## 2) Karakterisasi Awal Menggunakan XRD
Sampel  awal  sebelum  dilarutkan  dengan  asam dianalisis  terlebih  dahulu  kandungan  fasa  mineralnya menggunakan difraktometer sinar-X (XRD). Prinsip dari alat  ini  yaitu  menentukan  struktur  kristal  suatu  padatan dengan memanfaatkan radiasi gelombang elektromagnetik  sinar-X.  Berikut  ini  merupakan  hasil analisis  XRD  dari  sampel  abu  layang  yang  ditunjukkan pada Gambar 3.1.
Gambar 3.1 Difraktogram Abu Layang PT YTL, Paiton
Pola  difraktogram  sampel  dari  Gambar  3.1, dapat  terlihat  bahwa  fasa  yang  terbentuk  adalah  fasa amorf,  yang  terlihat  dari  ketidakteraturan  dan  intensitas puncak  yang  tidak  terlalu  tajam  dan  fasa  kristalin  yang berasal  dari quartz (SiO 2 ), hematite (Fe 2 O 3 ),  kalsium oksida (CaO), corundum (Al 2 O 3 ) dan mullite (3Al 2 O 3 .2SiO 2 ).
3) Karakterisasi Awal Menggunakan FTIR
Sampel  awal  sebelum  dilarutkan  menggunakan  asam dianalisis  dengan  spektroskopi  FTIR  untuk  mengetahui gugus  fungsional  pada  sampel  abu  layang.  Prinsip analisis spektroskopi FTIR didasarkan pada karakteristik gugus-gugus  fungsi  yang  terdapat  pada  sampel.Hasil  uji dari  spektroskopi  FTIR  pada  sampel  awal  abu  layang ditunjukkan pada Gambar 3.2.
Gambar 3.2 Spektrum FTIR Abu Layang PT YTL, Paiton
Secara  kualitatif,  spektra  IR  abu  layang  membuktikan adanya  silikat  yang  ditandai  dengan  adanya  puncak
dengan intensitas paling tinggi pada bilangan gelombang antara  1200-950  cm -1 yang  menunjukkan  daerah  vibrasi ulur  asimetri  gugus  Si-O-Si  atau  Si-O-Al.  Vibrasi  ulur asimetri  gugus  Si-O-Si  atau  Si-O-Al  terletak  pada bilangan gelombang 991,44 cm -1 dan 1.099,46 cm -1 . Vibrasi  ulur  simetris  Al-O-Si  terdapat  pada  bilangan gelombang 750-490 cm -1 (Panias, 2006). Adanya vibrasi ulur  simetris  Al-O-Si  pada  sampel  abu  layang  terdapat pada  bilangan  gelombang  771,55  cm -1 ,  671,25  cm -1 dan 596,02  cm -1 .  Ikatan  antara  Al-O-Si  ini  menandakan adanya  alumina  silikat  yang  merupakan  fasa  mullite (3Al 2 O 3 .2SiO 2 )  yang  diperoleh  dari  hasil  analisa  XRD. Puncak pada bilangan gelombang 459,07 cm -1 merupakan  pita  vibrasi  tekuk  ( bending )  gugus  Si-O-Si dan O-Si-O.
Puncak  pada  bilangan  gelombang  3.425,69  cm -1 merupakan  daerah  vibrasi  ulur  –OH,  H-O-H,  sedangkan puncak  pada  bilangan  gelombang  1.639,55  cm -1 merupakan  vibrasi  tekuk  ( bending )  H-O-H  yang menandakan  adanya  kandungan  H 2 O  pada  sampel (Panias, 2006).

## Pelarutan Sampel dengan Asam
1) Pelarutan Sampel dengan Aqua regia Pelarutan dengan aquaregia bertujuan untuk mengetahui pengaruh penghilangan unsur Fe, Ca, dan Al sehingga  diharapkan  didapatkan  silika  dengan  kadar kemurnian yang tinggi. Pembuatan aqua regia didasarkan pada  penelitian  dari  Baghalha  pada  tahun  2009,  yang menggunakan  rasio  HNO 3 :HCl  1/3.  Penggunaan  rasio 1:3  ini  dikarenakan  memiliki  efektivitas  yang  tinggi untuk  mengekstraksi  logam  (Bidari,  2015).Kandungan Ca, Fe dianalisa menggunakan AAS sedangkan unsur Al dianalisa menggunakan ICP-OES. Berikut ini merupakan hasil  analisis  kadar  unsur  Fe,  Ca  dan  Al  terhadap pelarutan aqua regia yang ditunjukkan pada Tabel 3.2.
T ABEL 3.2 K ADAR U NSUR F E , C A DAN A L TERHADAP P ELARUTAN
A QUA REGIA Unsur Kadar (ppm) Kadar (mg) Kadar (%) Fe 841,67 84,17 8,41 Ca 473,74 47,37 4,73 Al 499,92 49,94 4,99
Reaksi pada saat sampel dilarutkan menggunakan aqua regia  antara  HCl  dengan  HNO 3 akan  menghasilkan  gas Cl 2 dan gas NOCl yang merupakan oksidator kuat.Residu berupa silika dari pelarutan aqua regia dianalisa kadar Si nya  dengan  menggunakan.  Penggunaan  pelarut  HF  ini dikarenakan  silika  efisien  larut  pada  asam  hidrofluorida (Wilson,  et  al.,  2006).  Berikut  ini  merupakan  hasil analisis  kadar  Si  terhadap  pelarutan  aqua  regia  yang ditunjukkan pada Tabel 4.2.
T ABEL 4.2 K ADAR S I TERHADAP P ELARUTAN A QUA REGIA Unsur Kadar (ppm) Kadar (mg) Kadar (%) Si 7229,26 337,03 68,07%
2) Pelarutan Sampel dengan Asam Klorida
a. Pengaruh Konsentrasi Asam Klorida
Pelarutan  sampel  dengan  asam  klorida  dipilih  agar dapat  memisahkan  silika  pada  sampel  dari  unsur pengganggu  seperti  Ca,  Fe  dan  Al.  Hal  ini  dikarenakan sifat khas silika yang memiliki kelarutan rendah terhadap asam  (Iler,  1979),  serta  dapat  melarutkan  unsur  Fe,  Ca
dan  Al  dengan  baik  sehingga  didapatkan  silika  dengan kadar  yang lebih  murni.  Pelarutan  sampel  menggunakan variasi  konsentrasi  asam  klorida  bertujuan  untuk mengetahui pengaruh konsentrasi HCl terhadap pelarutan komposisi  kimia  abu  layang  seperti  Fe,  Ca  dan Alsehingga  didapatkan  silika  dengan  kadar  yang  lebih tinggi.  Berikut  ini  merupakan  hasil  analisis  prosentase kadar  unsur  Fe,  Ca  dan  Al  yang  dapat  dihilangkan terhadap konsentrasi HCl yang ditunjukkan pada Gambar 3.3.
Gambar 3.3 Pengaruh Konsentrasi HCl Terhadap Penghilangan Unsur
Pengotor (T: 85±5˚C, t: 1 jam, L/S: 50/1 dan 300 rpm)
Peningkatan  konsentrasi  HCl  hingga  4  M  akan meningkatkan  pelarutan  dari  unsur  Fe  dan  Ca  berturut- turut meningkat dari 7,47% menjadi 8,13% untuk Fe, dan dari  1,91%  meningkat  menjadi  3,26%  untuk  Ca,  namun pelarutan  unsur  Al,  menurun  seiring  meningkatnya konsentrasi asam yakni dari 5,33% turun menjadi 4,66%. Penurunan  ini  dikarenakan  kemampuan  HCl  yang  tidak terdisosiasi sempurna sehingga tidak mampu menguraikan  aluminium  oksida  menjadi  ion  Al 3+ (Fitri, 2013).  Bila  ditinjau  secara  teori,  semakin  tinggi konsentrasi asam maka akan semakin banyak logam yang dapat  larut,  hal  ini  dikarenakan  semakin  banyaknya  ion H + dari HCl yang terdifusi, sehingga aluminium, besi dan kalsium  oksida  pada  abu  layang  dapat  bereaksi  dengan ion  Cl - membentuk  larutan  AlCl 3 ,  FeCl 3 ,  CaCl 2 (Fitri, 2013).
Silika  dari  residu  pelarutan  yang  diperoleh  dianalisis kadar  Si  nya  menggunakan  HF.  Berikut  ini  merupakan hasil  analisis  kadar  Si  terhadap  konsentrasi  HCl  yang ditunjukkan pada Gambar 3.4.
Gambar 3.4 Kadar Si terhadap Konsentrasi HCl (T: 85±5˚C, t: 1 jam, L/S: 50/1 dan 300 rpm)
Peningkatan  konsentrasi  HCl  akan  menurunkan  kadar silika  yakni  berturut-turut  sebesar  20,28%,  16,03%  dan 10,98%.  Hasil  ini  serupa  pada  penelitian  Pratomo  et  al., (2013),  yang  menggunakan  pelarutan  HCl  terhadap  abu sekam  padi  dimana  peningkatan  konsentrasi  HCl  akan menurunkan  kadar  Si  yang  diperoleh  (Pratomo  et  al.,
2013).  Nuryono  dan  Narsito  pada  tahun  2004, mendapatkan  bahwa  semakin  tinggi  konsentrasi  asam klorida maka semakin lama waktu yang diperlukan untuk pembentukan  silika  gel  dari  natrium  silikat.Peningkatan konsentrasi asam menyebabkan semakin tinggi konsentrasi  proton  (H + )  dalam  larutan  dan  sebagian gugus siloksi (Si-O - ) membentuk gugus silanol (Si-OH). Berikut  ini  merupakan  kondisi  yang  terjadi  pada  proses kondensasi  melalui  mekanisme  nukleofil  seperti  reaksi berikut ini:
≡ Si-O - + H +  ≡ Si-OH                                              (3.1) ≡ Si-OH+ ≡ Si-O -  ≡ Si-O-Si ≡ + OH - (3.2) (Nuryono dan Narsito, 2004) Pada  penambahan  asam  klorida  1  M,  silika  berada sebagai  campuran  ion  –SiO - dan  silanol  (–SiOH). Peningkatan  konsentrasi  asam  akan  menyebabkan sebagian  gugus  –Si-O - terprotonasi  dan  delokalisasi elektron terganggu sehingga atom Si dapat terserang oleh atom O dari spesies –Si-O - lain seperti yang ditunjukkan pada reaksi (3.2). Apabila penambahan asam dilanjutkan maka  akan  terjadi  peningkatan  konsentrasi  –Si-OH  dan penurunan  konsentrasi  –Si-O - sehingga  reaksi  akan menjadi lambat, dikarenakan apabila semua gugus –SiO - terprotonasi  maka  tidak  ada  atom  O  yang  cukup  efektif untuk menyerang atom Si (Nuryono dan Narsito, 2004).
b. Pengaruh Waktu Pelarutan Asam Klorida
Pelarutan  sampel  dilakukan  menggunakan  konsentrasi optimum  HCl  1  M  dengan  menggunakan  variasi  waktu pelarutan  1  jam,  2.5  jam  dan  5  jam.Berikut  ini merupakan  hasil  analisis  prosentase  kadar  unsur  Fe, Cadan  Al  yang  dapat  dihilangkan  terhadap  waktu pelarutan HCl yang ditunjukkan pada Gambar 3.5
Gambar 3.5 Pengaruh Waktu Pelarutan HCl terhadap Penghilangan Unsur Pengotor (HCl 1 M, T: 85±5˚C, L/S: 50/1 dan 300 rpm)
Peningkatan  waktu  pelarutan  HCl  akan  meningkatkan pelarutan  dari  unsur  Fe  dan  Al,  yakni  untuk  Fe  dari 7,47%  meningkat  menjadi  8,44%  sedangkan  Al  dari 5,33%  meningkat  menjadi  5,70%.  Waktu  kontak  yang lama  antara  sampel  dengan  pelarut  akan  menghasilkan peningkatan  pelarutan  dari  unsur  pengotor  (Kusuma, 2012),  namun  pada  unsur  Ca,  pelarutan  maksimum berada pada waktu 2,5 jam sebesar 3,40%, lalu menurun pada  waktu  pelarutan  5  jam  sebesar  2,65%.  Penurunan pelarutan  unsur  Ca  pada  waktu  5  jam  ini  dapat dikarenakan  kemampuan  ion  H + pada  HCl  yang  tidak terdisosiasi  secara  sempurna  sehingga  tidak  mampu menguraikan kalsium oksida menjadi ion Ca 2+ .
Residu pelarutan berupa silika dianalisakadar silikanya menggunakan  ICP-OES.  Berikut  ini  merupakan  hasil analisis  kadar  Si  terhadap  waktu  pelarutan  HCl  yang ditunjukkan pada Gambar 3.6.
Gambar 3.6 Kadar Si terhadap Waktu Pelarutan HCl (HCl 1 M, T: 85±5˚C, L/S: 50/1 dan 300 rpm)
Kadar Si terhadap waktu pelarutan HCl yang diperoleh meningkat  dari  waktu  pelarutan  HCl  1  jam  ke  2.5  jam yakni  berturut-turut  sebesar  20,28%  dan  34,05%, kemudian menurun pada waktu pelarutan 5 jam menjadi 16,46%.  Penurunan  kadar  Si  pada  waktu  5  jam  ini dikarenakan  rendahnya  kadar  unsur  Ca  dan  unsur pengganggu lainnya  yang dapat  dihilangkan dari sampel sehingga menyebabkan kadar silika nya menurun.
Hasil  pelarutan  sampel  dengan  aqua  regia  kemudian dibandingkan  dengan  waktu  pelarutan  HCl.  Berikut  ini merupakan  pengaruh  pelarutan  unsur  pengotor  (Ca,  Fe dan  Al)  terhadap  aqua  regia  dan  waktu  pelarutan  HCl yang ditunjukkan pada Gambar 3.7.
Gambar 3.7 Pengaruh Waktu Pelarutan HCl dan Aqua regia Terhadap Pelarutan Unsur Pengotor (T: 85±5˚C, S/L: 1/50 dan 300 rpm)
Pengaruh  waktu  pelarutan  HCl  1  M  dan  aqua  regia menyebabkan  pengaruh  yang  berbeda  untuk  tiap  unsur Ca,  Fe  dan  Al.  Pada  Gambar  4.10  menunjukkan  bahwa pada  waktu  pelarutan  5  jam  menghasilkan  kadar pelarutan  Fe  yang  hampir  serupa  dengan  pelarutan menggunakan  aqua  regia.  Pelarutan  unsur  Ca  dengan aqua  regia  menghasilkan  prosentase  kadar  yang  lebih tinggi  dibandingkan  dengan  HCl  pada  waktu  optimum pelarutan  Ca  2,5  jam,  yakni  3,4%  yang  meningkat menjadi 4,73% menggunakan aqua regia. Pelarutan unsur Al  dengan  HCl  pada  waktu  5  jam  menghasilkan prosentase  yang  lebih  tinggi  daripada  pelarutan  dengan aqua  regia  yakni  sebesar  5,70%  dan  4,99%  untuk pelarutan  dengan  aqua  regia.  Penurunan  pelarutan  Al dengan  aqua  regia  ini  dikarenakan  adanya  HNO 3 di dalam aqua regia yang memiliki tingkat kereaktifan yang kecil  terhadap  pelarutan  logam  Al.  Selain  itu,  HNO 3 hanya dapat bereaksi  dengan  Al dalam  konsentrasi yang tinggi pada suhu 90˚C (Fitri, 2013).
Kadar silika optimum dari pelarutan dengan aqua regia dan HCl ditunjukkan pada Gambar 3.8.
Gambar 3.8 Kadar Si Optimum pada Pelarutan Aqua regia dan HCl (T: 85±5˚C, L/S: 50/1 dan 300 rpm)
Berdasarkan Gambar 3.8, pelarutan dengan aqua regia menghasilkan  kadar  silika  lebih  tinggi  dari  HCl  yakni sebesar  68,07%.  Tingginya  kadar  silika  yang  diperoleh dikarenakan banyaknya unsur-unsur Fe, Ca dan Al yang lebih banyak larut dengan aqua regia, serta adanya unsur- unsur  lainnya  seperti  K,  Ti,  Mo  yang  juga  ikut  larut sehingga pelarutan dengan aqua regia lebih efektif untuk mendapatkan silika dengan kadar kemurnian yang tinggi.
Silika  hasil  pelarutan  aquaregia  dan  HCl  1  M  selama 2.5 jam dianalisa kandungan mineraloginya menggunakan  difraktometer  sinar-X  (XRD)  untuk mengetahui  kandungan  mineral  yang  masih  terdapat  di dalam  silika  tersebut.  Silika  hasil  pelarutan  HCl padakonsentrasi 1 M selama 2.5 jam dipilih karena pada kondisi  tersebut  menghasilkan  kadar  silika  yang  tinggi. Hasil  difraktogram  silika  hasil  pelarutan  dengan  aqua regia dan HCl ditunjukkan pada Gambar 3.10.

## Gambar 3.10 Difraktogram Silika terhadap Pelarutan Aqua regia dan HCl
Hasil  difraktogram  menunjukkan  bahwa  setelah dilarutkan dengan asam, unsur pengotor seperti hematite, corundum, mullite dan kalsium dioksida dapat dihilangkan dari sampel dan didominasi oleh silika dalam bentuk  quartz.Adanya  silika  amorf  ditandai  dengan gundukan  pada  2θ  sekitar  20˚-40˚  yang  merupakan  ciri dari  fasa  amorf  (Krisbiantoro,  2015).Pelarutan  dengan aqua  regia  menyebabkan  perubahan  intensitas  puncak quartz lebih  tajam  dari  pelarutan  dengan  HCl, peningkatan intensitas ini membuktikan bahwa pelarutan dengan  aquaregia  lebih  efektif  menurunkan  kandungan unsur-unsur pengganggu (Kheloufi et al., 2009).

## IV. KESIMPULAN
Pada  penelitian  ini  telah  dilakukan  pemurnian  silika pada  abu  layang  yang  berasal  dari  PT  YTL  (Paiton) menggunakan  pelarutan  asam  klorida  (HCl)  dan  aqua regia  untuk  menghilangkan  pengotor  selain  silika. Kondisi  paling  baik  pelarutan  abu  layang  adalah pelarutan dengan aqua regia, mampu menghasilkan kadar
Si  sebesar  68,07%,  sedangkan  kondisi  paling  baik pelarutan  abu  layang  dengan  HCl  adalah  pada konsentrasi  1  M  HCl  dan  waktu  pelarutan  2,5  jam mampu  menghasilkan  kadar  Si  sebesar  34,05%. Peningkatan  konsentrasi  HCl  akan  menurunkan  kadar silika yang diperoleh.

## UCAPAN TERIMA KASIH
Penulis  menyampaikan  terima  kasih  kepada Bapak Suprapto, M.Si, Ph.D, selaku dosen pembimbing, PT  YTL-Paiton  atas  bantuan  sampel  abu  layangdan semua pihak yang telah membantu dalam penelitian ini.

## DAFTAR PUSTAKA
[1] Adjiantoro,  B.,  Mabruri,  E.  2010. Proses  PemurnianSilikon Tingkat  Metalurgi  dengan  Menggunakan  Metoda  Pelarutan Kimia . Serpong: PusatPenelitian Metalurgi-LIPI.
[2] Adjiantoro, B., Mabruri, E. 2012. Pengaruh WaktuPelindian pada Proses  Pemurnian  Silikon  Tingkat  Metalurgi  Menggunakan Larutan HCl . Serpong:Pusat Penelitian Metalurgi-LIPI.
[3] Agustin,  R.  2013, Ekstraksi  dan  Penentuan  Kadar  Silika(SiO 2 ) Hasil  Ekstraksi  dari  Abu  Terbang  (Fly  Ash)  Batubara.  Jember: Tugas Akhir Jurusan Kimia Uniersitas Negeri Jember.
[4] Aphane M. E., Merwe, E. M., Doucet, F. J., Petrik, L. 2015. The Effect of Sulfuric Acid Concentration on The Removal of Reactive Alumimnium  from  South  African  Coal  Fly  Ash. Department  of Chemistry, Unisa, South Africa.
[5] Bidari,  B.  R,  2015, Peningkatan  Kadar  Emas  PadaBatuan  Dari Pulau  Buru  (Maluku)  Dengan  Pelarutan  Asam  Dan  Kombinasi Asam-Kalium  Iodida .  Surabaya:  Skripsi  Jurusan  Kimia  FMIPA ITS.
[6] Fitri,  N.  T.  D,  2013, Ekstraksi  dan  Penentuan  Kadar  Ion Aluminium Hasil Ekstraksi dari Abu Terbang (Fly Ash) Batubara . Skripsi Jurusan Kimia Universitas Negeri Jember.
[7] Galliker,  P.,  Hommes,  G.,  Schlosser,  D.,  Corvini,  P.  F.  X., Shahgaldian,  P.  2010. Laccase-Modified  SilicaNanoparticles Efficiently Catalyze The Transformation Of Phenolic Compounds : Artikel,ELSEVIER, 349, 1-8.
[8] Halada,  K.,  Shimada,  M.,  Ijima,  K.  2008. Forecasting  ofthe consumption of metals up to 2050 .Mater.Trans. 49 (3), 402–410.
[9] Kheloufi, A., Berbar, Y., Kefaifi, A., Medjahed, S. A., Kerkar F. 2009. Improvement  of  ImpuritiesRemoval  from  Silica  Sand  by Leaching  Process .Algeria:  Silicon  Technology  Development Unit.
[10] Kurniati, 2009, Ekstraksi Silika White Powder dariLimbah Padat Pembangkit  Listrik  Tenaga  Panas  Bumi  Dieng .  Surabaya:  UPN Press.
[11] Juneja, J. M., Mukherjee, T. K. 1986. A Study of the Purification of  Metallurgical  Grade  Silicon .  Bombay:  Elsevier  Science Publishers.
[12] Le,  V.  H.,  Thuc,  C.  N.  H.,  Thuc,  H.  H.  2013. Synthesis  ofSilica Nanoparticles  from  Vietnamese  Rice  Husk  by  Sol–Gel  Method : Artikel, Springer, 8(58), 1-10.
[13] Lu,  J., Liong, M., Zink, J. I., Tamanoi, F. 2007. Mesoporous Silica
Nanoparticles  as  a  Delivery  System  for  Hydrophobic  Anticancer Drugs : Artikel, WILEY, 8, 1341-1346 [14] Matjie, R. H., Bunt, J. R., Van Heerden, J. H. P. 2004. Extraction of alumnina from Coa l FlyAsh
Generated From a Selected  Low  Rank Bituminous South African Coal . Article Elsevier: South Africa
[15] Misran, H., Singh, R., Begu,  S.,  Yarmo,  M. A.  2007. Prosessing of  Mesoporous  Silica  Materials  (MCM-41)  from  Coal  Fly  Ash , Journal ofMaterials Processing Technology. 186, 8-13.
[16] Nuryono,  Narsito.  2004. Pengaruh  Konsentrasi  Asam  Terhadap Karakter  Silika  Gel  Hasil  Sintesis  dari  Natrium  Silikat .  Jurusan Kimia,  Universitas  Gajah  Mada,  Yogyakarta.  Indo.  J.  Chem., 2005, 5(1),23-30.
[17] Panias, D.,  Giannopoulou, I. P., Perraki, 2006. Effect ofSynthesis Parameters  on  Mecanical  Properties  of  Fly  Ash-Based Geopolymers . Colloids andSurfaces A: Physicochemistry
Engineering Aspects, Accepted Manuscript. [18] Pratomo, I., Wardhani, S., Purwonugroho,
D. 2013. Pengaruh Teknik Ekstraksi dan Konsentrasi HCl dalam Ekstraksi  Silika  dari  Sekam  Padi  untuk  Sintesis  Silika  Xerogel . Kimia  Studentjournal,Vol.  2,  No.  1,  pp.  358-364-  Universitas Brawijaya, Malang.
[19] Shcherban  S.,  Rayzman  V,  Pevzner  I.  1995. Technologyof  Coal Fly  Ash  Processing  into  Metallurgical  and  Silicate  Chemical Products .  Paper  presentedat  210 th ACS  National  Meeting Chicago, IL August 20-25, Volume 40, No.4, p. 863-867.
[20] Wicaksono, A.A, 2012, Pengaruh Temperatur padaProses Bayer terhadap Ekstraksi Alumina pada Bijih Nepheline . Depok: Skripsi Program  StudiTeknik  Metalurgi  dan  Material  Universitas Indonesia.